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中頻電爐的內部結構

  如圖2-1所示，電爐爐襯的主要材料是二氧化矽，它的耐熱溫度最高可以到達1650C。電爐的周圍是由感應線圈以及不鏽鋼絲網環繞組成的，其中感應線圈與中頻電源直接連接，並且通過交頻磁通來對電爐進行加熱；不鏽鋼絲網與漏爐保護電路直接連接，它是保護電路的一部分。在科學技術的帶領下，感應加熱電源根據各種各樣的需求，形成了不同模式： 

① 整流器(AC-DC )

② 濾波環節(FILTER) 

③ 逆變器(DC- AC) 

④ 諧振槽路及負載(RESONANT TANK) 

⑤ 控製及保護環節(CONTROL AND PROTECT) 

  電磁感應原理 

  根據電磁感應定律，91看片在线免费下载可以得出：導體在交變的磁場下，感應電動勢會從導體內部產生，感應電流會因為電流的閉合而產生，這便是感應加熱的基本原理，也是電磁感應的基本原理。

  感應加熱效應 

  就感應加熱而言，他有四種效應，他們分別是集膚效應、鄰近效應、端部效應和圓環效應。感應電爐就是利用這四種效應來對負載進行加工的。通過將金屬放入感應線圈中，並且對線圈的兩端施以交流電壓，進而在感應線圈中產生相應的交流電流，然後會產生出交變的磁場。在不斷變化的磁場中，圓環效應便會產生，在線圈的內側表麵層之上電流會全部集中，而鄰近效會產生於感應線圈與金屬之間，集膚效應會出現在金屬本體之上。綜上為反應加熱的效應全過程。

  集膚效應 

  線圈導體產生的交變電流與金屬坯料產生的渦流有著不均勻分布的電流密度，其中，電流密度的峰值將會在它的表層產生，並且按照指數函數的形式向中心部緩慢削弱，這便是集膚效應。

  鄰近效應 

  鄰近效應指的是當通有交流電的兩根導體相互距離短時，兩者分別作用對方，這會更改電流的分布。倘若兩根導體中電流的流通方向不同時，電流的最大密度會在導體內側；倘若兩根導體中電流的流通方向相同時，電流的最大密度會在導體外側。

  端部效應 

  在感應加熱時，工件端部的溫度常常與非端部的溫度略有不同，這就是感應加熱的端部效應。端部效應分為兩部分，他們分別是坯料和感應線圈的端部效應。集膚效應與端部效應的不同之處在於，集膚效應主要是對金屬坯料磁場分布的反應，而端部效應主要是對坯料和感應線圈端部磁場分布的反應。因為這個的不同，使得坯料的功率分布和加熱溫度遭受一些限製。

  圓環效應 

  圓環效應是指當交變的電流在圓環形線圈上流動時，線圈導體的內側出現最大電流密度。通常情況下，在環內的磁力線較多，而在環外較少，所以，外側的電流線會比內側的電流線穿過更多的磁通。綜上，外側的電流密度和總電勢會比內側的小很多。

  圓環效應在對其加熱時是有好處的。這也是在沒有導磁體的情況下，原料在其之中仍然可以進行加熱的主要原因。然而在對其內孔溫度升高時，這樣的加熱有很大缺陷，91看片在线免费下载可以通過導磁體更改磁力線，從而將電流從導磁體的內側移動到外側。

  中頻感應爐控製板詳解

  整流控製電路簡單，隻是在一般三相晶閘管半控橋式整流電路用觸發器的基礎上，加一斜波發生器構成。斜波發生器是代替觸發器的移相角設定功能。每次起動時，斜波發生器輸出到觸發器的電壓會按預定的速率，由零逐漸升高，最終穩定在某一值。因此，相應的觸發脈衝的控製角會從最大逐漸減小，最終穩定在0°，使晶閘管全導通，從而實現軟起動。在正常停止時，情況則相反，斜波發生器的輸出電壓由恒定值逐漸降至零，晶閘管從全導通狀態逐漸過渡到截止。因故障停止時，則采取封鎖觸發脈衝的方法，使晶閘管快速截止。

  逆變控製電路如圖1-7-3所示．其工作波形示於圖1-7-4。

  在t=t0時刻觸發KS1，方波環節把經電流互感器CT1檢出的電流信號變成方波。方波的作用有二：一是方波的後沿作為延時環節的延時起點：二是方渡使計數器複位。方波結束，延時環節開始延時，計數器開始計數。延時一td後，雙穩環節輸出端q3變成“1”，打開了圖中上一個脈衝形成環節的門，允許計數器的溢出

  脈衝通過。計數器的計數值是固定的(例如1024)，計數值到，其輸出端qs成“1”，經脈衝形成環節，生成固定寬度的脈衝，再經脈衝功放去觸發晶閘管KS2。同理，KS2的導通電流經方波環節形成方波。方波結束，開始延時和計數，延時td後使q4成“1”。待計數值到，q6成“1”，圖中下側的脈衝形成環節的輸出端q8就會輸出固定寬度脈衝，經功放後觸發KS1，係統又將重複前述過程。

  功率控製的實現過程為：逆變器的輸入電壓Ud和電流，Id的乘積與設定值比較，其差值輸入到功率調節器，再把它的輸出與電流Id進行比較，經電流調節器運算後，去控製壓控振蕩器的輸出脈衝頻率，使計數器的溢出脈衝時間改變，進而改變晶閘管的觸發脈衝頻率，從而達到預期的控製效果。這種控製效果體現在爐子參數額定值以上的重負載情況下，保持爐子的輸入功率恒定；在額定值以下的輕負載範圍內，則控製輸出電流在限製值內。

延時環節的延時時間td是使晶閘管具有足夠的承受反壓時間，以便進行可靠關斷。一般取td=1.3-1.8tq。與此同時，還利用壓控振蕩器的輸出脈衝頻率上限，進一步確保晶閘管的關斷時間。利用壓控振蕩器的頻率上、下限，將晶閘管的觸發頻率亦即逆變器的輸出功率調節範圍加以限製。

  電路的特點

  (l)采用輸出功率恒定控製，即使在熔煉過程中存在裝料和溫度變化時，其負載率仍可接近於100%，而可縮短熔煉時間。

  (2)可降低供電容量。由於是電壓型逆變器，當其正常工作時，整流用品閘管會全導通而且有高的供電功率因數，從而可減少供電容量。

  (3)效率較高。逆變器采用半控橋方式，所需的主電路元件少，又采用直接輸出方式，無需匹配變壓器，效率和可靠性都得到相應提高。

  (4)良好的起動特性。在滿載狀態下，也可隨用隨開。

  (5)對供電網絡的幹擾減到最小限度。整流電路采用晶閘管實現軟起動和軟停止，在正常工作時，晶閘管全導通。因此，在正常工作時，高次諧波小，起動、停止時，無大的電流衝擊。

  (6)采用一體化結構，占地步。除加熱線圈在爐上外，其他部件，包括匹配電容器都裝入機櫃內，形成一體形電源．因而安裝麵積小，也易安裝。

  （7）具有完善的保護和監控係統。